DE10121365A1

DE10121365A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, zwischen parallel mit Banddickenabstand angeordneten, gekühlten Rollen

Info

Publication number: DE10121365A1
Application number: DE2001121365
Authority: DE
Inventors: Hans Streubel; Ina Lemanowicz; Joerg Bausch
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2001-02-20
Filing date: 2001-05-02
Publication date: 2002-08-29

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, zwischen zwei mit ihren Drehachsen (3, 4) parallel verlaufenden, mit Banddickenabstand angeordneten, gekühlten Rollen (1, 2), die zwischen sich und Schmalseitenabdichtungen einen Eingießbereich (6) bilden, kann mit günstiger Temperatur- und Schmelzenverteilung betrieben werden, indem das flüssige Metall aus einem oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter (10) in einen mit diesem verbundenen, luftabgeschlossenen Ausgießbehälter (11) geleitet wird, über dessen Schmelzenspiegel (12) ein Unterdruck eingestellt und aus dem das flüssige Metall durch zumindest ein Auslaufrohr (13) an der Unterseite (18a) in den Eingießbereich (6) geleitet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Gießen von flüssi gen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, zwischen zwei mit ihren Dreh achsen parallel verlaufenden, mit Banddickenabstand angeordneten, gekühlten Rollen, die zwischen sich und Schmalseitenabdichtungen einen Eingießbereich und in Gießrichtung daran anschließend den Gießspalt bilden.

Derartige Zwei-Rollen-Gießmaschinen sind bekannt (DE 33 36 092 C2). Bei sol chen Zwei-Rollen-Gießmaschinen wird das flüssige Metall aus einem Verteilerge fäß mittels eines Gießrohrs in den Eingießbereich der Rollen geleitet. Infolge der ungleichmäßigen Strömungsverteilung im Eingießbereich kommt es zu Badspie gelschwankungen und einer wellenförmigen Erstarrungslinie. Aus diesen ergeben sich eine unterschiedliche Erstarrungszeit und folglich ein ungleichmäßiges Tem peraturprofil und Dickenprofil über die Breite und Länge des gegossenen Metall bandes. Diese Unregelmäßigkeiten führen zu thermischen Spannungen und zu Schwierigkeiten im nachgeschalteten Walzprozess.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere die wellenförmige Erstar rungslinie im Eingießbereich (Meniskusbereich) und die Badspiegelschwankungen zu vermeiden, so dass die aufgezeigten Probleme nicht mehr entstehen.

Die gestellte Aufgabe wird bei der eingangs bezeichneten Zwei-Rollen-Gießma schine erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das flüssige Metall aus einem oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter in einen mit diesem verbundenen, luftabgeschlossenen Ausgießbehälter geleitet wird, über dessen Metallspiegel ein Unterdruck eingestellt und aus dem das flüssige Metall durch zumindest ein Auslaufrohr an der Unterseite in den Eingießbereich geleitet wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Einleitung des Gießmetalls in den Eingieß bereich erreicht, so dass es zu keiner wellenförmigen Erstarrungslinie mehr kommt und Badspiegelschwankungen minimiert werden. Die Erstarrungszeiten sind demzufolge über den Gießquerschnitt praktisch gleich. Dementsprechend ist das Temperaturprofil über Länge und Breite des Metallbandes vergleichmäßigt. Die thermischen Spannungen werden deutlich verringert und die bisherigen Schwierigkeiten im nachgeschalteten Walzprozess werden zumindest erheblich vermindert.

Das flüssige Metall kann nach einem weiteren Schritt durch Regeln des Unter drucks im Ausgießbehälter geregelt in den Eingießbereich geleitet werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass das flüssige Metall in den oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter über ein Vor ratsgefäß mit Stopfenregelung zugeführt wird. Dabei wird die Metallschmelze über ein Rohr in den Einlaufbehälter eingeleitet, so dass die Stopfenregelung im vor geschalteten Verteiler- oder Vorratsgefäß angeordnet sein kann.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Durchfluss des flüssigen Metalls durch den dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter über die ferrostatische Höhe des Spiegels des flüssigen Metalls geregelt wird. Dadurch entsteht eine zweite Regelungskomponente, indem sowohl über den Unterdruck im Ausgießbe hälter als auch über die Druckhöhe im Einlaufbehälter geregelt werden kann.

Dabei ist noch vorteilhaft, dass im Einlaufbehälter der Spiegel des flüssigen Me talls höher oder niedriger gehalten wird als im Ausgießbehälter.

Eine andere Weiterbildung besteht darin, dass der Zufluss der Metallschmelze über eine Stopfenstangen-Regelung im Einlaufbehälter geregelt wird. Dadurch ergibt sich eine direkte Regelung des Volumenstroms von flüssigem Metall.

Die Vorrichtung zum Gießen von Metallbändern, insbesondere von Stahlbändern, zwischen zwei mit ihren Drehachsen parallel verlaufenden, mit Banddickenab stand angeordneten, gekühlten Rollen, die zwischen sich und Schmalseitenab dichtungen einen Eingießbereich und in Gießrichtung daran anschließend den Gießspalt bilden, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass ein der Atmosphäre ausgesetzter Einlaufbehälter und ein mit diesem verbundener, luftdichter Ausgießbehälter vorgesehen sind, wobei der Ausgießbehälter über dem Schmelzenspiegel eine Unterdruckkammer bildet, an deren Unterseite zumindest ein Ausgussrohr vorgesehen ist.

Zur gleichmäßigen Strömungsverteilung trägt dann nach anderen Vorteilen bei, dass das Ausgussrohr als zumindest eine Auslaufdüse mit flachem Querschnitt entsprechend einer vorgegebenen Metallband-Breite ausgeführt ist.

Besonders vorteilhaft ist zur gleichmäßigen Strömungsverteilung und Tempera turverteilung, dass die Auslaufdüse mit dem flachen Querschnitt eine Breite zwi schen 50% und 95% der maximalen Gießbreite aufweist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Ausgießsystem aus mehreren, über die Gießbreite verteilt angeordneten Auslaufdüsen besteht.

Eine weitere vorteilhafte Beeinflussung der Schmelzen- bzw. Temperaturvertei lung ergibt sich nach anderen Merkmalen daraus, dass die Strömungs- Querschnitte der einzelnen Auslaufdüsen unterschiedliche Breiten und/oder Formen an der Mündung aufweisen.

Zur Vermeidung einer Reoxydation ist die Metallschmelze aus einem Zwischen behälter in den Einlaufbehälter mittels eines Rohrs einleitbar unter Aufgeben von Abdeckpulver auf die Schmelzenoberfläche.

Für die Behandlung und Vorbereitung auf den Betrieb wird vorgeschlagen, dass der Einlaufbehälter und der Ausgießbehälter eine bauliche Einheit bilden. Eine weitere alternative Gestaltung sieht vor, dass im Einlaufbehälter an einer Verbindungsöffnung zum Ausgießbehälter eine Stopfenstangen-Regelung vorge sehen ist.

Nach anderen Merkmalen wird vorgeschlagen, dass oberhalb des Eingießbereichs zwischen den Rollen und den Schmalseitenabdichtungen zur Vermeidung von Reoxydation eine Inertgaskammer angeordnet ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtun gen dargestellt, die nachstehend näher erläutert werden und aufgrund deren das Verfahren beschrieben ist.

Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch die Vorrichtung in einer grund sätzlichen Anordnung,

Fig. 2 denselben senkrechten Querschnitt einer ersten alternativen Ausfüh rungsform für die Zuführung der Metallschmelze durch ein Schatten rohr mit Stopfenstangen-Regelung und

Fig. 3 denselben senkrechten Querschnitt einer zweiten alternativen Aus führungsform mit einer unmittelbar im Einlaufbehälter angeordneten Stopfenstangen-Regelung.

Das Verfahren zum Gießen von flüssigen Metallen, im Ausführungsbeispiel von flüssigem Stahl (Fig. 1 bis 3), erfolgt zwischen zwei mit ihren Drehachsen 3 und 4 parallel verlaufenden, mit Banddickenabstand angeordneten, gekühlten Rollen 1 und 2. Die beiden Rollen 1 und 2 bilden zwischen sich und Schmalseitenabdich tungen einen Einlauftrichter 5 und dieser im kontinuierlichen Betrieb einen Ein gießbereich 6. In der Ebene der Drehachsen 3 und 4 ist ein formatbestimmender Gießspalt 7. Aus dem Gießspalt 7 tritt ein weitgehend durcherstarrtes Gießband 8 aus.

Das flüssige Metall gelangt aus einem Behälter 9 über ein in einen oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter 10 in einen mit diesem ver bundenen, luftabgeschlossenen Ausgießbehälter 11, über dessen Schmelzen spiegel 12 ein Unterdruck geregelt eingestellt wird. Die Regelung der Schmelzen strömung durch ein Auslaufrohr 13 erfolgt über die Regelung des Unterdrucks. Dadurch strömt die Metallschmelze geregelt in den Eingießbereich 6.

Eine alternative Gestaltung der Gießmaschine zeigt Fig. 2. Dort wird die Metall schmelze aus dem Behälter 9 in ein Vorratsgefäß 14 und von dem Rohr 14a in den oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter 10 unter Zwischenschaltung einer Stopfenstangen-Regelung 15 zugeführt. Die ferrostati sche Höhe 16 regelt hier in Verbindung mit dem Unterdruck im Eingießbehälter 11 den Durchfluss der Metallschmelze. Hierbei ist im Einlaufbehälter 10 der Spiegel der Metallschmelze niedriger als der Schmelzenspiegel 12 im Ausgießbehälter 11.

Der der Atmosphäre ausgesetzte Einlaufbehälter 10 und der mit diesem verbun dene, luftdichte Ausgießbehälter 11 sind durch eine Zwischenwand 17 voneinan der getrennt. Der Ausgießbehälter 11 bildet über den dortigen Schmelzenspiegel 12 eine Unterdruckkammer 18, an deren Unterseite 18a das Auslaufrohr 13 ange bracht ist.

Das Auslaufrohr 13 kann als Auslaufdüse mit flachem Querschnitt ausgeführt sein. Vorzugsweise ist die Auslaufdüse mit einem flachen Querschnitt ausgebil det, der eine Breite zwischen 50% und 95% der maximalen Gießbreite aufweist. Es können auch über die Gießbreite mehrere einzelne Auslaufdüsen verteilt an geordnet sein. Die Strömungsquerschnitte der einzelnen Auslaufdüsen können unterschiedliche Breite und/oder Form aufweisen. In der Unterdruckkammer 18 wird der Unterdruck über ein an eine Unterdruckleitung 20 angeschlossenes Ventil 21 und eine (nicht dargestellte) Vakuumpumpe eingestellt bzw. gesteuert.

Weiterhin können der Einlaufbehälter 10 und der Ausgießbehälter 11 eine bauli che Einheit 22 bilden.

Im Einlaufbehälter 10 (Fig. 3) kann ebenso an einer Verbindungsöffnung 23 zum Ausgießbehälter 11 eine Stopfenstangen-Regelung 15 eingesetzt werden. Dazu gelangt die Schmelze aus dem Behälter 9 in den Einlaufbehälter 10, durch die Verbindungsöffnung 23 in den Ausgießbehälter 11 mit der Unterdruckkammer 18. Der Unterdruck in der Unterdruckkammer 18 wird durch eine Vakuumpumpe über das Ventil 21 und die Unterdruckleitung 20 geregelt, so dass die Schmelze, vom Einlaufbehälter 10 durch die Zwischenwand 17 getrennt, den Schmelzenspiegel 12 einnimmt. Die Schmelze strömt dadurch unter geregeltem Druck in den Ein gießbereich 6 und den Einlauftrichter 5 zwischen den Rollen 1 und 2 und verläßt die Rollen 1, 2 als Gießband 8. Der Einlaufbehälter 10 und der Ausgießbehälter 11 können auch hier über die Unterseite 18a verbunden eine bauliche Einheit 22 bil den.

Bezugszeichenliste

1

Rolle

2

Rolle

3

Drehachse

4

Drehachse

5

Einlauftrichter

6

Eingießbereich

7

Gießspalt

8

Gießband

9

Behälter

10

Einlaufbehälter

11

Ausgießbehälter

12

Schmelzenspiegel

13

Auslaufrohr

14

Vorratsgefäß

14

a Rohr

15

Stopfenstangen-Regelung

16

Druckhöhe

17

Zwischenwand

18

Unterdruckkammer

18

a Unterseite

20

Unterdruckleitung

21

Ventil

22

bauliche Einheit

23

Verbindungsöffnung

Claims

1. Verfahren zum Gießen von flüssigen Metallen, insbesondere von flüssigem Stahl, zwischen zwei mit ihren Drehachsen parallel verlaufenden, mit Band dickenabstand angeordneten gekühlten Rollen, die zwischen sich und Schmalseitenabdichtungen einen Eingießbereich und in Gießrichtung daran anschließend den Gießspalt bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall aus einem oben offenen, dem Atmosphärendruck ausgesetzten Einlaufbehälter in einen mit diesem verbundenen, luftabge schlossenen Ausgießbehälter geleitet wird, über dessen Metallspiegel ein Unterdruck eingestellt und aus dem das flüssige Metall durch zumindest ein Auslaufrohr an der Unterseite in den Eingießbereich geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall durch Regeln des Unterdrucks im Ausgießbehälter geregelt in den Eingießbereich geleitet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Metall in den oben offenen, dem Atmosphärendruck aus gesetzten Einlaufbehälter über ein Vorratsgefäß mit Stopfenregelung zu geführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchfluss des flüssigen Metalls durch den dem Atmosphären druck ausgesetzten Einlaufbehälter über die ferrostatische Höhe des Spie gels des flüssigen Metalls geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlaufbehälter der Spiegel des flüssigen Metalls höher oder nied riger gehalten wird als im Ausgießbehälter.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zufluss der Metallschmelze über eine Stopfenstangen-Regelung im Einlaufbehälter geregelt wird.

7. Vorrichtung zum Gießen von Metallbändern, insbesondere Stahlbänder, zwischen zwei mit ihren Drehachsen parallel verlaufenden, mit Banddic kenabstand angeordneten, gekühlten Rollen, die zwischen sich und Schmalseitenabdichtungen einen Eingießbereich und in Gießrichtung daran anschließend den Gießspalt bilden, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Atmosphäre ausgesetzter Einlaufbehälter (10) und ein mit die sem verbundener, luftdichter Ausgießbehälter (11) vorgesehen sind, wobei der Ausgießbehälter (11) über dem Schmelzenspiegel (12) eine Unter druckkammer (18) bildet, an deren Unterseite (18a) zumindest ein Aus gussrohr (13) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auslaufrohr (13) als zumindest eine Auslaufdüse mit flachem Querschnitt entsprechend einer vorgegebenen Metallband-Breite ausge führt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslaufdüse (19) mit dem flachen Querschnitt eine Breite zwi schen 50% und 95% der maximalen Gießbreite aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgießsystem aus mehreren über die Gießbreite verteilten Auslaufdüsen besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungs-Querschnitte der einzelnen Auslaufdüsen unterschied liche Breiten und / oder Formen an der Mündung aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschmelze aus einem Behälter (9) in den Einlaufbehälter (10) mittels eines Rohrs (14a) einleitbar ist, unter Aufgeben von Abdeckpulver auf die Schmelzenoberfläche.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlaufbehälter (10) und der Ausgießbehälter (11) eine bauliche Einheit (22) bilden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlaufbehälter (10) an einer Verbindungsöffnung (23) zum Aus gießbehälter (11) eine Stopfenstangen-Regelung (15) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Eingießbereichs (6) zwischen den Rollen (1; 2) und den Schmalseitenabdichtungen zur Vermeidung von Reoxydation eine Inertgas kammer angeordnet ist.